二○○○年生物固氮研究的展望

地球上每年由于生物固定的氮约为175×10~6吨,其中在农田中固定的氮约为90×10~6吨。种植豆科植物和豆科牧草每年约固定80×10~6吨氮,其中种植豆科植物固定的氮约37×10~6吨。这个数字接近于每年世界工业合成的氮肥量约40×10~6吨氮。虽然现代合成氨工业高度发展,但是近年     

纤维素酶基因克隆及应用前景

纤维素占植物总干重的30％～50％,是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。据报道,全球每年通过光合作用产生的植物物质高达1.55×10~9吨,其中89％尚未被人类利用。我国纤维素资源也很丰富,仅农作物秸杆、皮壳一项,每年即可达数亿吨。纤维素的利用与转化对于解决前世界能源危机,粮食短缺、环境污染等问题具有重要意义。     

木质纤维素的微生物降解

由于世界人口不断增加,糖食和饲料的需求成为当今社会急待解决的大问题。每年通过光合作用产生的有机生物量干重约1640亿吨,木质素和纤维素的结合物(木质纤维素)占地球陆生生物量的95％,其中1/4是木质素,其余为纤维素和半纤维素。     

林业生产中的生物固氮利用

据统计,全球每年生物固氮总量约为175×10~6t(吨)。其中耕地固氮量达44×10~6t;全球林地面积约41×10~6hm~2(公顷),其固氮总量也可达40×10~6t;而全世界每年工业生产的氮肥约60×10~6t。可见生物固氮在农业和林业生产上的规模和作用是很大的。有关生物固氮与农业的关系已有人作了专题论述,本文专就固氮与林业的关系谈些看法。     

根瘤菌共生固氮的遗传学研究(一)

根瘤菌是一种重要的固氮微生物,由于它和植物形成独特的共生关系,所以可固定较大量的氮,据估计每年出于根瘤菌共生所固定的氮量可达139×10~6吨之多,约占地球上正个固氮总量的四分之一。在农业上根瘤菌共生固氮也是一个重要的氮素来源。     

纤维素酶的应用

地球上每年光合作用约产生1．5X10“吨植物材料,其中50％为纤维素。这些植物多聚糖为数量巨大的真菌和细菌提供能源,也为人类提供了巨大的能量来源。但这些材料需转换成葡萄糖、乙醇、甲烷等低分子物质才能被利用。用纤维素酶水解的方法与化学方法相比有许多好处,尤其是在避免环境污染上。纤维素酶,还可用于淀粉处理、动物饲料生产、果菜汁提取等食品工业、饲料工业、造纸工业及纺织工业等。1农牧业上的应用植物纤维素是反刍动物的重要营养来源,它可通过反刍动物消化道（如：瘤胃）中微生物的作用而转变成糖,并进一步转化成各种酸和…     

壳聚糖的性质和用途及其在农业上的应用前景

壳聚精（chitosan）为甲壳素（chitin）的降解产物。甲壳素是类似纤维素的生物聚合物,畜量仅次于纤维素,为世界上第二大类有机地合物,广泛存在于动物和真菌中,其中海生的无脊椎动物和昆虫的外壳甲壳素量较多。甲壳累资源丰富,制备简单,在美国和日本生产已经工业化［‘’j。我国沿海地区辽阔,每年捕捞虾蟹数量极多,除虾蟹的可食部分外,还留下大量含有甲壳素的废物。但到目前为止,甲壳素和壳聚糖的生产尚未形成规模。国内生产的壳聚糖价格为6．5～85万一、吨,外贸价为国内价的10倍左右。将虾头H及含甲壳素的废料转化为壳聚糖,不…     

新发现一种固氮细菌

麻萨诸赛大学的微生物学家证明,生活在普通池泥和森林土壤中的厌氧细菌能进行固氮和纤维素降解这两种复杂的生理功能。纤维素形成植物细胞壁的坚硬结构,是一种丰富的植物成分。全球植物每年产生的纤维素几乎达10~(11)吨。这种细菌能以纤维素为生存能源,而从空气中固定氮的发现表明细菌在全球氮循环中起着巨大的作用;已认为它们每年承担固定全部     

快速识别纤维素分解菌的新方法

纤维素是光合作用产生的主要物质之一,每年约有1．5X10“t。在自然界,纤维素的分解利用是生物圈中物质循环的重要内容,是维持土壤活力的重要因素,其数目是确定土壤肥力的重要生态指标。鉴于世界范围蛋白资源的短缺,人们也寄希望于纤维废物再资源化可成为开发蛋白资源的新产业。因此,寻找一种快速筛选和计数纤维分解菌的方法是重要的。目前常采用的纤维素琼脂平板法直接分离纤维分解菌,但计数结果有较大偏差,其菌落难于同其它微生物类型菌落相区别。而采用非选择性培养基广泛地分离微生物,然后—一进行鉴定,常受时间和实验条件的…     

北京市水果消费的生态足迹距离研究

采用生态足迹距离指标方法体系,对2009年至2012年间北京市水果消费的生态足迹距离进行研究。结果表明4年间:跨区转移的生态承载力质量距离,由2009年的11.5×10~8t km逐年增加到了2012年的17.01×10~8t km,共增加了47.91%;生态足迹距离则相对稳定在886.66 km至1073.55 km之间;人均生态足迹距离,总体上由2009年的4.39×10~4km增加到2012年的5.55×104km,共增加了26.42%。从类别的视角,年均生态足迹距离最大的是香蕉(2072 km),最小的是苹果(476 km);年均跨区转移的生物承载力质量距离,最大的是西瓜(4978×10~8kg km),最小的是香蕉(518×10~8kg km);而4年平均人均生态足迹距离,最大的是西瓜(17.7×10~4km),最小的是香蕉(1.92×10~4km)。快速城市化阶段的北京,对外生态依赖范围也迅速扩大,并高于人口增加的速率。     

木质素的微生物解聚与高值转化

木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源。我国每年产生约9亿吨农业秸秆,因得不到有效利用,不仅造成资源浪费,也产生了诸多严峻的环境问题。缺少木质素的高效降解和资源化利用技术是限制木质纤维素产业化的主要瓶颈之一。虽然木质素的降解与转化多年来一直都受到关注,但是由于木质素结构的复杂性及异质性,使其高效利用受限。近年来,微生物具有的“生物漏斗”式转化特性为木质素的高值转化和利用提供了新方向。本文就生物质利用研究以来,微生物在木质素解聚与转化方面的研究历程与最新进展进行了简要的回顾与总结,并初步讨论了目前木质素高值转化面临的机遇与挑战。     

陕西省森林生态效益动态预估

森林资源作为森林生态效益的载体,决定着其价值量的高低和服务功能的发挥。本文以第6次和第7次国家森林资源连续清查期间全国各省森林面积和蓄积及其森林生态效益的物质量和价值量为基础数据,构建并筛选出最优预估模型,并估算了第2～9次国家森林资源连续清查期间陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化。结果表明:y=a S+bV+c为物质量和价值量最优预估模型,陕西省森林生态效益各项功能的物质量均呈明显的上升趋势,其中积累营养物质和净化大气环境方面物质量增长尤为显著,第5次连续清查期间增长率较大,介于9.45%～30.35%;第2～9次连续清查期间森林生态效益总价值量依次为1979.66×10~8、2061.41×10~8、2064.46×10~8、2324.02×10~8、3085.11×10~8、2394.08×10~8(第6次连续清查实际值)、3510.69×10~8、3896.77×10~8、4069.95×10~8元·a~(-1),呈现逐年增加的趋势;陕西省各项森林生态功能中涵养水源和生物多样性保护所占总价值比重较大,分别介于40.52%～40.70%和23.08%～26.50%,其次是固碳释氧、保育土壤和净化大气环境,积累营养物质所占比重最小。该最优预估模型体现了森林资源本身特征与森林生态效益之间的协同关系,为有效估算陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化提供了简便可行途径,为促进生态GDP和生态补偿制度的实施提供了支撑。     

绿色植物每年制造有机物质的总量问题

问:地球上每年通过光合作用由CO_2转变为有机物质的碳素总量,各种刊物提供的数据,有明显差别,有说总量达2×10~(11)吨,实际上达到2000多亿吨。(科学出版社出版“作物的光合作用与物质生产”第2页),有说每年生产总量为10~(11)吨即1000多亿吨。(《植物生理学通讯》1980年第5期第71页),其他杂志还有各种不同的数据,而且各有出处,究竟谁为最正确可靠,可以参考运用呢?     

我国淡水资源的生态平衡

一、引言水是地球上一切生物(植物、动物和人类)赖以生存的基本物质,它是生物进化和物种形成过程中的重要环境和生理生态因子的条件,是物种个体间生存竞争的最主要的生态因子。水资源在生物圈中占有重要位置,据估算,地球上水的总储量约为1.36×10~9km~3,其中海水约占97.3%,淡水约占2.7%。淡水资源中冰山、冰冠水约占77.2%,深层地下水约占22.4%,而被生物(植物、动物和人类)所能利用者,仅为0.4%。世界上人均径流量为12,900m~3,而我国人均径流量则为2,670m~3,不及世界人均量的1/4,居世界第五位。     

黑河中游地区植被生态需水量估算

以水量平衡关系为理论基础,引用195 6～2 0 0 0年黑河中游地区各县的气象资料和2 0 0 2年4月～2 0 0 3年10月不同类型植被区的土壤水分动态监测数据,并采用GIS技术进行生态分区的基础上估算该地区的植被生态需水量,分析生态需水量的时空变化以及缺水量。结果表明:黑河中游地区每年最适生态需水量在9.4 8×10 8～11.5 8×10 8m3之间,除去相应植被区域上的有效降水量4 .74×10 8m3,还需要从径流中补给4 .74×10 8～6 .84×10 8m3。除山丹和民乐县外,其它各县的降水量均不能满足临界生态需水量。若以最适生态需水量为标准,山丹县的缺水量最大,占整个中游地区缺水量的4 0 .9%。另外,在水资源配置方案中,不仅要考虑空间上的差异,而且更要注意生态需水量在时间上的变化。分析表明,黑河中游地区的生态需水量的亏缺主要发生在4～6月份     

基于景观结构的生态移民安置区生态风险评价——以宁夏红寺堡区为例

以宁夏自治区红寺堡区为例,以1995年、2000年、2005、2010年和2015年5期遥感影像为数据源,综合运用景观格局指数、生态风险指数、空间分析法以及地理探测器等多种研究方法,研究了移民安置区生态风险时空特征。结果表明:1995—2015年研究区景观格局发生了较大的变化,草地面积减少了2.97×10~4hm~2,耕地、林地、建设用地分别增加了1.90×10~4hm~2,0.42×10~4hm~2和0.43×10~4hm~2;在研究期间景观整体斑块数不断增加,其景观整体破碎度随之变大;研究区生态风险主要以较低风险和中风险为主,其中建设用地、沙地和未利用地生态风险值较高,在研究期间生态风险平均值由0.166降低至0.154,研究区生态风险值呈降低趋势。通过地理探测器诊断得出景观斑块数、景观破碎度、景观优势度、景观损失度、斑块密度等因素是安置区生态风险的主要影响因素。     

生态制剂用于烧伤大鼠局部抗感染的初步观察

本实验使用皮肤常住菌分离株,筛选驯化后成为无毒菌株,经冷冻干燥后,制备成生态制备膏霜,涂于已被烧伤大鼠表面,2h后接种绿脓杆菌(10~9CFu/ml)或金黄色葡萄球菌(10~9CFu/ml),并以空白膏霜涂抹作为对照组,观察其抗感染作用,发现拮抗作用自48h始,痴上绿脓杆菌菌数由1.08×10~(11)CFu/g降至6.51×10~(10)CF/g,痂下由1.12×10~(11)至7.77×10~9CFu/g。至72 h拮抗作明显,痴上绿脓杆菌4.69×10~(10)至2.08×10~8,痂下为1.65×10~(10)至4.5×10~8。感染金黄色葡萄球菌从10~(10)CFu/g到10~8CFu/g,72h后便降至1.02—7.83×10~6CFu/g,并一定程度阻止了感染的细菌入血,而对肠道细菌迁移无作用。     

家蚕的过敏原组分鉴定

目的:分析引起蚕过敏的组分。方法:利用磷酸缓冲液提取蚕茧和蚕蛹的总蛋白,用SDS-PAGE分析蚕蛋白组分,将蛋白胶转印到PVDF膜上,用蚕过敏患者的阳性血清进行IgE结合试验来鉴定蚕茧和蚕蛹的过敏原组分。结果:蚕茧蛋白可辨条带有8条,其相对分子质量分别约为18×10~3、27×10~3、30×10~3、38×10~3、42×10~3、44×10~3、51×10~3和58×10~3;蚕蛹蛋白主带有6条,其相对分子质量分别约为23×10~3、27×10~3、30×10~3、33×10~3、38×10~3和51×10~3;蚕茧和蚕蛹在相对分子质量约30×10~3和51×10~3附近有2条印迹主带。结论:提示家蚕蛋白中存在特定的过敏原。该研究为蚕过敏的诊断和治疗提供了一定的实验基础。     

停乳链球菌对日本沼虾总超氧化物歧化酶活性的影响

对健康的日本沼虾(1.40±0.12)g分别肌肉注射0.6×10~6、2×10~6、4×10~6、6×10~6 CFU/mL的停乳链球菌茵液10μL、注射后3 h、6 h、9 h、12h、24h、5d、10d分别采集肝胰腺、肌肉和鳃组织,测定其中的总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性,研究停乳链球菌时日本沼虾T-SOD活性的影响,研究结果显示,肝胰腺中T-SOD活性于注射5d后达到最大值(P0.05),10d后0.6×10~6、2×10~6和4×10~6 CFU/mL,组T-SOD活性下降并接近对照组水平,而最高浓度组(6×10~6 CFU/mL)T-SOD酶活性仅有对照组的46%。肌肉和鳃中T-SOD活性均在注射6 h后达到最大值,注射10 d后,4×10~6和6×10~6 CFU/mL组的肌肉和6×10~6 CFU/mL组的鳃组织中T-SOD活性均仅有对照组的50%左右。另外,肌肉组织中T-SOD的峰值远高于鳃和肝胰腺组织中的峰值。上述结果表明,停乳链球菌不仅影响日本沼虾机体T-SOD酶的活性。而且肌肉、鳃和肝胰腺组织中酶的活性应答时间不同,且组织内酶活性的应答与菌的感染方式有关,另外,注射高浓度停乳链球菌长时间后会降低其组织中T-SOD酶活性。     

基于遥感与GIS的渭库绿洲生态系统服务价值时空变化研究

生态系统服务价值(ESV)研究是改善土地利用方式,对促进地区生态系统保护和修复具有重要指导意义。选择生态环境较为脆弱的渭库绿洲为研究区域,以1994和2016年遥感影像为基础数据进行生态服务价值评估,应用格网、敏感性分析、空间自相关等空间统计学方法来进一步揭示研究区域生态系统服务价值(ESV)动态变化特征。结果表明:(1)1994—2016年间渭库绿洲土地利用变化/土地覆被变化较为显著,耕地,建设用地面积呈增长趋势,水域、草地和未利用地面积呈递减趋势,耕地和草地面积变化最为剧烈。(2)1994—2016年,渭库绿洲的生态系统服务总价值呈减少趋势,由4895.67×10~6元减少到3864.78×10~6元,减少了1030.89×10~6元,年均减少0.96%;空间上表现为生态服务价值增值区及减值区呈包围态势,生态系统服务高值区域在不断缩小;同时生态系统单项服务价值呈现有增有减的趋势,废物处理、水源涵养、生物多样性保护、娱乐文化等四项单项服务价值呈现下降趋势,而食物生产、气候调节、气体调节和原材料、土壤形成与保护等其他五项单项服务价值出现上升趋势。(3)敏感性分析表明,所有土地利用类型生态系统服务价值系数的敏感性指数(CS)均小于1,说明生态价值系数(VC)对生态系统服务价值的变化影响较小,模型能够合理评估该区域生态服务价值波动。(4)研究区生态系统服务价值表现出明显的空间自相关与空间聚集现象,生态服务价值高值聚集区主要分布在渭干河上游"克孜尔水库"周围和塔里木河北岸,并呈减少趋势,注意保护高值区的空间稳定性;低值聚集区主要集中在绿洲南部靠近塔克拉玛干沙漠边缘和北部靠近天山中部的山区以及库车河下游荒漠区域,这类区域在空间范围上呈连片连绵趋势,空间分布格局上基本保持稳定。(5)受气候变化和人类活动的双重影响下,草地和水域面积的大幅度下降,耕地和建设用地面积的增加,导致生态服务价值系数较高的土地越来越少,使得研究区的生态服务价值趋于减弱。